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一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法及系統(tǒng)與流程

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一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法及系統(tǒng)與流程
本發(fā)明涉及義齒修復(fù)領(lǐng)域,尤其涉及一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)
:口腔修復(fù)學(xué)通過(guò)統(tǒng)計(jì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)人的牙齒雖然存在差異,但大體的行狀基本相似,所以基于大量統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上總結(jié)出了一套標(biāo)準(zhǔn)牙庫(kù),個(gè)人的每顆牙齒都能對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)牙庫(kù)中的一顆標(biāo)準(zhǔn)牙?,F(xiàn)有技術(shù)中,當(dāng)有缺損的牙齒需要進(jìn)行修復(fù)時(shí),通常依據(jù)缺損牙齒的殘留部分和標(biāo)準(zhǔn)牙對(duì)缺損牙進(jìn)行修復(fù),殘留區(qū)域是通過(guò)NURBS(Non-UniformRationalB-Splines,非均勻有理B樣條曲線)曲面擬合技術(shù),來(lái)得到殘留部分完整的咬合表面,但牙齒的咬合表面上窩、溝、尖、嵴是隨機(jī)分布的,僅依靠NURBS曲面擬合技術(shù),會(huì)導(dǎo)致咬合表面上窩、溝、尖、嵴的關(guān)鍵信息不能很好的保留。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明提供了一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法,解決了現(xiàn)有技術(shù)中,進(jìn)行缺損牙齒修復(fù)時(shí),殘留區(qū)域的咬合表面上關(guān)鍵信息不能很好的保留的問(wèn)題,該方案包括:獲取預(yù)先建立的缺損牙的三角網(wǎng)格模型和與所述缺損牙相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型,將所述缺損牙的三角網(wǎng)格模型表示為嵌體預(yù)備體,將所述標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型表示為標(biāo)準(zhǔn)牙模型;對(duì)所述嵌體預(yù)備體中的殘留區(qū)域與缺損區(qū)域進(jìn)行劃分;對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型的位置與所述嵌體預(yù)備體的位置進(jìn)行調(diào)整,使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的中心點(diǎn)重合,且使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的牙面朝向在預(yù)設(shè)的角度范圍內(nèi)對(duì)齊;根據(jù)預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則,獲取所述嵌體預(yù)備中殘留區(qū)域上的各個(gè)頂點(diǎn),將所述頂點(diǎn)表示為目標(biāo)點(diǎn);確定所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn);獲取所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三個(gè)頂點(diǎn)的分量值,其中所述三個(gè)頂點(diǎn)是所述投影點(diǎn)所在的三角面片上的三個(gè)頂點(diǎn),并根據(jù)所述分量值和三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)以及三個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào),來(lái)表示投影點(diǎn)的位置;根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行預(yù)設(shè)次數(shù)的Laplacian變形,使所述投影點(diǎn)移動(dòng)到所述目標(biāo)點(diǎn)的位置。上述方法,優(yōu)選的,所述將所述嵌體預(yù)備體中的殘留區(qū)域與缺損區(qū)域進(jìn)行劃分,包括:在所述嵌體預(yù)備體缺損部分的邊緣處提取一條封閉的曲線;將所述被曲線包圍的區(qū)域表示為缺損區(qū)域,將所述曲線外部的區(qū)域表示為殘留區(qū)域。上述方法,優(yōu)選的,所述根據(jù)預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則,獲取所述嵌體預(yù)備中殘留區(qū)域上各個(gè)頂點(diǎn),將所述頂點(diǎn)表示為目標(biāo)點(diǎn),包括:獲取嵌體預(yù)備體上的各個(gè)頂點(diǎn);判斷所述各個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào)是否在預(yù)存儲(chǔ)的殘留區(qū)域的編號(hào)內(nèi);若是在所述編號(hào)內(nèi),將在編號(hào)內(nèi)的頂點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)。上述方法,優(yōu)選的,所述確定所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn),包括:獲取各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的法向矢量;將所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)與各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的法向矢量構(gòu)造一條直線;獲取所述直線與標(biāo)準(zhǔn)牙模型相交的交點(diǎn),將所述交點(diǎn)作為所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)。上述方法,優(yōu)選的,所述根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行預(yù)設(shè)次數(shù)的Laplacian變形,使得所述各個(gè)投影點(diǎn)移動(dòng)到所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的位置,包括:S1:計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)到各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的距離和方向向量,所述距離表示為總的變形距離;S2:根據(jù)總的變形距離、當(dāng)前變形次數(shù)和預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),計(jì)算出進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離,將當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離表示為當(dāng)前變形距離;S3:根據(jù)所述當(dāng)前變形距離和所述方向向量,計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需達(dá)到的新目標(biāo)點(diǎn)的位置;S4:根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與對(duì)應(yīng)的各個(gè)新目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行Laplacian變形,使得所述各個(gè)投影點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的位置;S5:判斷當(dāng)前變形次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),若達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則結(jié)束;若未達(dá)到預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則將所述新的目標(biāo)點(diǎn)作為投影點(diǎn),跳轉(zhuǎn)到步驟S1。本發(fā)明提供了一種牙齒的咬合表面恢復(fù)系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:第一獲取單元,用于獲取預(yù)先建立的缺損牙的三角網(wǎng)格模型和與所述缺損牙相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型,將所述缺損牙的三角網(wǎng)格模型表示為嵌體預(yù)備體,將所述標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型表示為標(biāo)準(zhǔn)牙模型;劃分單元,用于對(duì)所述嵌體預(yù)備體中的殘留區(qū)域與缺損區(qū)域進(jìn)行劃分;移動(dòng)單元,用于對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型的位置與所述嵌體預(yù)備體的位置進(jìn)行調(diào)整,使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的中心點(diǎn)重合,且使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的牙面朝向在預(yù)設(shè)的角度范圍內(nèi)對(duì)齊;第二獲取單元,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則,獲取所述嵌體預(yù)備中殘留區(qū)域上的各個(gè)頂點(diǎn),將所述頂點(diǎn)表示為目標(biāo)點(diǎn);確定單元,用于確定所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn);第三獲取單元,用于獲取所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三個(gè)頂點(diǎn)的分量值,其中所述三個(gè)頂點(diǎn)是所述投影點(diǎn)所在的三角面片上的三個(gè)頂點(diǎn),并根據(jù)所述分量值和三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)以及三個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào),來(lái)表示投影點(diǎn)的位置;變形單元,用于根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行預(yù)設(shè)次數(shù)的Laplacian變形,使所述投影點(diǎn)移動(dòng)到所述目標(biāo)點(diǎn)的位置。上述系統(tǒng),優(yōu)選的,所述劃分單元包括:提取子單元,用于在所述嵌體預(yù)備體缺損部分的邊緣處提取一條封閉的曲線;表示子單元,用于將所述被曲線包圍的區(qū)域表示為缺損區(qū)域,將所述曲線外部的區(qū)域表示為殘留區(qū)域。上述系統(tǒng),優(yōu)選的,所述第二獲取單元包括:第一獲取子單元,用于獲取嵌體預(yù)備體上的各個(gè)頂點(diǎn);第一判斷子單元,用于判斷所述各個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào)是否在預(yù)存儲(chǔ)的殘留區(qū)域的編號(hào)內(nèi);確定子單元,用于若是在所述編號(hào)內(nèi),將在編號(hào)內(nèi)的頂點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)。上述系統(tǒng),優(yōu)選的,所述確定單元包括:第二獲取子單元,用于獲取各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的法向矢量;構(gòu)造子單元,用于將所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)與各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的法向矢量構(gòu)造一條直線;第三獲取子單元,用于獲取所述直線與標(biāo)準(zhǔn)牙模型相交的交點(diǎn),將所述交點(diǎn)作為所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)。上述系統(tǒng),優(yōu)選的,所述變形單元包括:第一計(jì)算子單元,用于計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)到各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的距離和方向向量,所述距離表示為總的變形距離;第二計(jì)算子單元,用于根據(jù)總的變形距離、當(dāng)前變形次數(shù)和預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),計(jì)算出進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離,將當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離表示為當(dāng)前變形距離;第三計(jì)算子單元,用于根據(jù)所述當(dāng)前變形距離和所述方向向量,計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需達(dá)到的新目標(biāo)點(diǎn)的位置;變形子單元,用于根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與對(duì)應(yīng)的各個(gè)新目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行Laplacian變形,使得所述各個(gè)投影點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的位置;第二判斷子單元,用于判斷當(dāng)前變形次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),若達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則結(jié)束;若未達(dá)到預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則將所述新的目標(biāo)點(diǎn)作為投影點(diǎn),則返回到第一計(jì)算子單元。本發(fā)明提供了一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法,包括:通過(guò)獲取嵌體預(yù)備體上殘留咬合表面的頂點(diǎn),以及這些頂點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn),然后將這些投影點(diǎn)分散到相應(yīng)的頂點(diǎn)上,通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙進(jìn)行Laplacian變形,將投影點(diǎn)向標(biāo)準(zhǔn)牙移動(dòng),使標(biāo)準(zhǔn)牙緊密的貼合嵌體預(yù)備體,并且通過(guò)多次進(jìn)行Laplacian變形,不僅能夠防止模型自交現(xiàn)象,而且保留了殘留咬合表面的窩、溝、尖、嵴等關(guān)鍵信息。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法實(shí)施例1的流程圖;圖2本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法又一方法流程圖;圖3本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法又一方法流程圖;圖4本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法又一方法流程圖;圖5本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法又一方法流程圖;圖6本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;圖7本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖;圖8本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法中嵌體預(yù)備體區(qū)域劃分示意圖;圖9本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法中標(biāo)準(zhǔn)對(duì)齊嵌體預(yù)備體的示意圖;圖10本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法中求取頂點(diǎn)法向矢量的示意圖;圖11本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法中目標(biāo)點(diǎn)投影示意圖;圖12本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法中多次Laplacian變形實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參考圖1,為本發(fā)明一種牙齒咬合表面恢復(fù)方法實(shí)施例1的流程圖,所述方法包括:步驟S101:獲取預(yù)先建立的缺損牙的三角網(wǎng)格模型和與所述缺損牙相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型,將所述缺損牙的三角網(wǎng)格模型表示為嵌體預(yù)備體,將所述標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型表示為標(biāo)準(zhǔn)牙模型;本發(fā)明中,通過(guò)掃描儀獲取患者口腔內(nèi)存在表面缺損的牙齒的點(diǎn)云模型,再將點(diǎn)云模型進(jìn)行處理而得到三角網(wǎng)格模型,獲取到的三角網(wǎng)格模型,具備患者牙齒的形態(tài)特征。其中,三角網(wǎng)格模型是由很多的三角面組成,每一個(gè)三角面上包含三個(gè)頂點(diǎn)。在本實(shí)施例中將缺損牙齒的三角網(wǎng)格模型表示為嵌體預(yù)備體。在標(biāo)準(zhǔn)牙庫(kù)中,人體口腔中的每一顆牙都對(duì)應(yīng)一顆能夠近似反應(yīng)它形態(tài)的同名牙,在本實(shí)施例中,選取的標(biāo)準(zhǔn)牙就是缺損牙齒在標(biāo)準(zhǔn)牙庫(kù)中的同名牙。步驟S102:對(duì)所述嵌體預(yù)備體中的殘留區(qū)域與缺損區(qū)域進(jìn)行劃分;本發(fā)明中,對(duì)于一個(gè)嵌體預(yù)備體的牙齒模型,可以從他的缺損邊緣提取到一條封閉的曲線,曲線包圍的區(qū)域是嵌體預(yù)備體的殘缺部分,曲線外面沒(méi)有被包圍的區(qū)域是嵌體預(yù)備體的殘留部分。在本實(shí)施例中,將該條曲線表示為洞緣線,以洞緣線為界,嵌體預(yù)備體明顯被分成了兩部分,一部分是缺損的區(qū)域,一部分是殘留的咬合表面部分,如圖8所示,其中圖a中黑色的曲線為洞緣線,圖b中黑色的部分為殘留區(qū)域。步驟S103:對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型的位置與所述嵌體預(yù)備體的位置進(jìn)行調(diào)整,使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的中心點(diǎn)重合,且使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的牙面朝向在預(yù)設(shè)的角度范圍內(nèi)對(duì)齊;本發(fā)明中,如圖9所示,移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)牙模型和嵌體預(yù)備體模型,將二者的中心點(diǎn)位置對(duì)齊,并且將標(biāo)準(zhǔn)牙模型的上表面與嵌體預(yù)備體的上表面相對(duì)、標(biāo)準(zhǔn)牙模型的下表面與嵌體預(yù)備體的的下表面相對(duì),標(biāo)準(zhǔn)牙模型的側(cè)面與嵌體預(yù)備體的的側(cè)面相對(duì)。本實(shí)施例中,在對(duì)齊的過(guò)程中,無(wú)法讓二者精確的貼合,兩個(gè)模型可以有5°-30°的誤差范圍。步驟S104:根據(jù)預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則,獲取所述嵌體預(yù)備中殘留區(qū)域上的各個(gè)頂點(diǎn),將所述頂點(diǎn)表示為目標(biāo)點(diǎn);本發(fā)明中,殘留區(qū)域指的是缺損牙齒的殘留咬合表面,殘留區(qū)域上頂點(diǎn)的作用就是引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)牙進(jìn)行變形,讓標(biāo)準(zhǔn)牙緊密貼合嵌體預(yù)備體。步驟S105:確定所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn);本發(fā)明中,要找到殘留區(qū)域中每個(gè)頂點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn),投影點(diǎn)的作用是,帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)牙進(jìn)行變形,讓標(biāo)準(zhǔn)牙緊密貼合嵌體預(yù)備體。本實(shí)施例中可以通過(guò)兩種方法獲取標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn),一種是通過(guò)目標(biāo)點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的法向矢量構(gòu)造一條投影線,然后與標(biāo)準(zhǔn)牙模型的表面相交求交得到投影點(diǎn);另一種是,可以通過(guò)嵌體預(yù)備體的中心點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)構(gòu)造一條投影線,再與標(biāo)準(zhǔn)牙求交得到投影點(diǎn)。具體的實(shí)現(xiàn)方式,后面會(huì)詳細(xì)介紹,在這里就不再贅述。步驟S106:獲取所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三個(gè)頂點(diǎn)的分量值,其中所述三個(gè)頂點(diǎn)是所述投影點(diǎn)所在的三角面片上的三個(gè)頂點(diǎn),并根據(jù)所述分量值和三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)以及三個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào),來(lái)表示投影點(diǎn)的位置;本發(fā)明中,通過(guò)投影的方法獲得的投影點(diǎn)Qi,并不是標(biāo)準(zhǔn)牙模型的頂點(diǎn),只是標(biāo)準(zhǔn)牙模型表面的任意一點(diǎn),對(duì)投影點(diǎn)Qi進(jìn)行平移操作,不會(huì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙產(chǎn)生任何影響。因此需要把投影點(diǎn)Qi的三維坐標(biāo)分散到其所在的三角面片的三個(gè)頂點(diǎn)上,與標(biāo)準(zhǔn)牙模型產(chǎn)生關(guān)聯(lián),那么對(duì)投影點(diǎn)進(jìn)行平移時(shí),平移向量也可以通過(guò)坐標(biāo)分量的形式轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)的平移向量,達(dá)到對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙進(jìn)行平移的目的。具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)稱為:1、獲取投影點(diǎn)所在的三角面片上的三個(gè)頂點(diǎn);首先,找到投影點(diǎn)Qi所在的三角面片,每一個(gè)三角面片都有對(duì)應(yīng)的編號(hào)也就是句柄。找到Qi所在的三角面片后,就能得到三角面片上三個(gè)頂點(diǎn)Va、Vb、Vc的編號(hào)和坐標(biāo);2、獲取各個(gè)頂點(diǎn)的分量值;投影點(diǎn)Qi可以表示為:Qi=αVa+βVb+γVc,其中α+β+γ=1;α、β、γ三個(gè)參數(shù)就是各個(gè)頂點(diǎn)的分量值,這三個(gè)參數(shù)的求取方法如下:1)計(jì)算三角形Qiab的面積S1;2)計(jì)算三角形Qibc的面積S2;3)計(jì)算三角形Qica的面積S3;計(jì)算三角形abc的面積S;其中,α=S2/S;β=S3/S;γ=S1/S;投影點(diǎn)個(gè)還可以以矩陣形式表示為:Qi=[αβγ]*VaVbVc=[αβγ]*VaxVayVazVbxVbyVbzVcxVcyVcz]]>通過(guò)上面的方法可以計(jì)算出所有的投影點(diǎn)Qi的分量表示,最后可以以矩陣的形式來(lái)表示:Q1Q2...Qm=λ11λ12...λ1nλ21λ22...λ2n............λm1λm2...λmn*v1xv1yv1zv2xv2yv2z.........vnxvnyvnz]]>其中,每一行λm1、λm2、λm3…λmn中有三個(gè)不為0的元素,其余全部為0,且這三個(gè)元素的值就是投影點(diǎn)所在的三角面片的三個(gè)頂點(diǎn)的分量α、β、γ,所在的列就是投影點(diǎn)Qi所在的三角面片上三個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào),或者說(shuō)是id號(hào);總共有m行,表示有m個(gè)投影點(diǎn);而點(diǎn)V(Vnx,Vny,Vnz)表示的是標(biāo)準(zhǔn)牙模型上頂點(diǎn)的坐標(biāo)。步驟S107:根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行預(yù)設(shè)次數(shù)的Laplacian變形,使所述投影點(diǎn)移動(dòng)到所述目標(biāo)點(diǎn)的位置。本發(fā)明中,要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行多次變形,每次變形,標(biāo)準(zhǔn)牙向嵌體預(yù)備體移動(dòng)一定的距離,每次變形前,先求取每次變形需移動(dòng)的距離、方向和位置,然后進(jìn)行Laplacian變形,每次變形一小段的距離。本發(fā)明中,通過(guò)多次變形,能夠避免一次變形過(guò)大導(dǎo)致出現(xiàn)自交的現(xiàn)象。本發(fā)明中,獲取了嵌體預(yù)備體上的頂點(diǎn)和每個(gè)頂點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn)之后,通過(guò)進(jìn)行多次的Laplacian變形,移動(dòng)投影點(diǎn)向目標(biāo)點(diǎn)靠近,使標(biāo)準(zhǔn)牙模型最后緊密貼合嵌體預(yù)備體。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行Laplacian變形,使網(wǎng)格曲面的局部細(xì)節(jié)特征能最大程度的得以保留,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中,進(jìn)行缺損牙齒修復(fù)時(shí),殘留區(qū)域的咬合表面上關(guān)鍵信息不能很好的保留的問(wèn)題。參考圖2,為本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法又一方法流程圖,包括:步驟S201:在所述嵌體預(yù)備體缺損部分的邊緣處提取一條封閉的曲線;本發(fā)明中,對(duì)于一個(gè)嵌體預(yù)備體的牙齒模型,可以從他的缺損邊緣提取到一條封閉的曲線,將該曲線叫做洞緣線。步驟S202:將所述被曲線包圍的區(qū)域表示為缺損區(qū)域,將所述曲線外部的區(qū)域表示為殘留區(qū)域。本發(fā)明中,將洞緣線包含在內(nèi)的區(qū)域,稱為內(nèi)區(qū)域,也就是缺損的區(qū)域,將洞緣線外面的區(qū)域,稱為外區(qū)域,也就是嵌體預(yù)備體殘留的區(qū)域。本發(fā)明中,通過(guò)對(duì)嵌體預(yù)備體進(jìn)行區(qū)域劃分,相當(dāng)于將嵌體預(yù)備體上的頂點(diǎn)也進(jìn)行了劃分,就能很方便的知道所取到的點(diǎn)到底是缺損區(qū)域的還是殘留的區(qū)域。參考圖3,為本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法又一方法流程圖,該方法包括:步驟S301:獲取嵌體預(yù)備體上的各個(gè)頂點(diǎn);步驟S302:判斷所述各個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào)是否在預(yù)存儲(chǔ)的殘留區(qū)域的編號(hào)內(nèi);步驟S303:若是在所述編號(hào)內(nèi),將在編號(hào)內(nèi)的頂點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)。本發(fā)明中,通過(guò)提取洞緣線,將嵌體預(yù)備體分成兩個(gè)區(qū)域,被洞緣線包圍在內(nèi)的為缺損牙齒的缺損部分,洞緣線外面的區(qū)域?yàn)槿睋p牙齒殘留部分。并且,在進(jìn)行區(qū)域劃分時(shí),將缺損區(qū)域包括的頂點(diǎn)編號(hào)和殘留區(qū)域的頂點(diǎn)編號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)。本發(fā)明中,是以殘留區(qū)域上的頂點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn),引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行變形,因此,需要獲殘留區(qū)域上的頂點(diǎn)。本發(fā)明中,嵌體預(yù)備體上每個(gè)頂點(diǎn)都有編號(hào),按照編號(hào)的順序,選取嵌體預(yù)備體上的頂點(diǎn),然后依次判斷選取的頂點(diǎn)是否在存儲(chǔ)的殘留區(qū)域頂點(diǎn)編號(hào)范圍內(nèi),若在范圍內(nèi)的,就將這些頂點(diǎn)作為引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)牙模型變形的目標(biāo)點(diǎn)。本發(fā)明中,通過(guò)對(duì)嵌體預(yù)備體上的頂點(diǎn)進(jìn)行判斷,能夠方便的確定缺損區(qū)域上的頂點(diǎn)。參考圖4,為本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法又一方法流程圖,該方法包括:步驟S401:獲取各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的法向矢量;步驟S402:將所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)與各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的法向矢量構(gòu)造一條直線;步驟S403:獲取所述直線與標(biāo)準(zhǔn)牙模型相交的交點(diǎn),將所述交點(diǎn)作為所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)。本發(fā)明中,獲取法向矢量的過(guò)程包括以下1)-4)的步驟,如圖10所示:1)獲取目標(biāo)點(diǎn)所在的所有的三角面片;2)根據(jù)公式計(jì)算每個(gè)三角面片的單位法向矢量;其中eib和eic表示與所述目標(biāo)點(diǎn)向量的一個(gè)三角面片的兩個(gè)邊的向量,nfj表示三角面片的單位法向矢量;并且,3)根據(jù)公式計(jì)算三角面片的面積;其中Sfj表示三角面片的面積;并且,4)根據(jù)公式計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的法向矢量。5)沿著法向矢量的方向,經(jīng)過(guò)該目標(biāo)點(diǎn)構(gòu)造一條直線L(如圖11所示),L與標(biāo)準(zhǔn)牙模型相交得到交點(diǎn),將得到的交點(diǎn)表示為目標(biāo)點(diǎn)Pi對(duì)應(yīng)的投影點(diǎn)Qi。本發(fā)明中,對(duì)于所有的目標(biāo)點(diǎn),可以同時(shí)獲取所有目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投影點(diǎn),也可以是依次獲取目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投影點(diǎn)。依次獲取目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投影點(diǎn)時(shí),當(dāng)判斷出選取的頂點(diǎn)為殘留區(qū)域上的頂點(diǎn)時(shí),將該頂點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn),并將該目標(biāo)點(diǎn)作為獲取投影點(diǎn)的當(dāng)前點(diǎn),獲取該點(diǎn)的法向矢量,通過(guò)法向矢量找到該點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn),然后判斷是否嵌體預(yù)備體上所有的頂點(diǎn)是否都遍歷,若是的話,則結(jié)束,表明獲取到了殘缺區(qū)域上所有的頂點(diǎn),以及這些頂點(diǎn)所有的投影點(diǎn)。參考圖5,為本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法的又一方法流程圖,該方法包括:步驟S501:計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)到各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的距離和方向向量,將所述距離表示為總的變形距離;步驟S502:根據(jù)總的變形距離、當(dāng)前變形次數(shù)和預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),計(jì)算出進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離,將當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離表示為當(dāng)前變形距離;步驟S503:根據(jù)所述當(dāng)前變形距離和所述方向向量,計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需達(dá)到的新目標(biāo)點(diǎn)的位置;步驟S504:根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與對(duì)應(yīng)的各個(gè)新目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行Laplacian變形,使得所述各個(gè)投影點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的位置;步驟S505:判斷當(dāng)前變形次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),若達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則結(jié)束;若未達(dá)到預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則將所述新的目標(biāo)點(diǎn)作為投影點(diǎn),跳轉(zhuǎn)到步驟S1。本發(fā)明中標(biāo)準(zhǔn)牙迭代變形流程為:給定總的迭代變形次數(shù)num,當(dāng)前變形次數(shù)用k表示;判斷k是否大于num,如果為是則說(shuō)明達(dá)到變形次數(shù)上限,結(jié)束變形。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)num等于3或者4時(shí),可以保證迭代變形效果較好;變形次數(shù)可以設(shè)定,次數(shù)過(guò)多會(huì)影響變形效率,次數(shù)過(guò)少可能會(huì)導(dǎo)致變形時(shí)存在自交的現(xiàn)象;1)計(jì)算當(dāng)前投影點(diǎn)Qi到目標(biāo)點(diǎn)Pi的距離Lengthi;再求出從Qi到Pi的方向向量dirii,其中此時(shí)進(jìn)行計(jì)算的投影點(diǎn),是通過(guò)頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行表示的投影點(diǎn)。dirii=Pi-QiLengthi]]>2)根據(jù)迭代變形次數(shù)以及總的變形距離Lengthi可以計(jì)算出當(dāng)前變形次數(shù)下變形的距離:disi=K*Lengthinum]]>3)根據(jù)每次需要變形的距離可以計(jì)算出當(dāng)前變形過(guò)程中新目標(biāo)點(diǎn)的位置Qn-new:Qn-new=Qi+disi*dirii根據(jù)投影點(diǎn)Qi及新的目標(biāo)點(diǎn)Qn-new進(jìn)行Laplacian變形;判斷是否達(dá)到最大迭代變形次數(shù),如果沒(méi)有,則以上步驟,直到達(dá)到迭代變形次數(shù)上限,結(jié)束變形。本發(fā)明中,計(jì)算投影點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的距離、當(dāng)前變形次數(shù)下的變形距離和當(dāng)前變形時(shí)要達(dá)到的新的目標(biāo)點(diǎn)時(shí),可以依次對(duì)投影點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算,也可以同時(shí)對(duì)所有的投影點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。本發(fā)明中,通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行多次迭代,最后將投影點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)的位置,防止了一次迭代過(guò)程中,迭代距離過(guò)大,導(dǎo)致模型自交現(xiàn)象的產(chǎn)生。參考圖12,本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法中多次Laplacian變形實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖。本實(shí)施例中,將標(biāo)準(zhǔn)牙進(jìn)行了三次迭代變形,通過(guò)圖12可以看出,經(jīng)過(guò)了三次防止了一次迭代過(guò)大,導(dǎo)致的模型自交現(xiàn)象的產(chǎn)生,同時(shí)應(yīng)用本發(fā)明提供的方法,三次迭代后使標(biāo)準(zhǔn)牙與嵌體預(yù)備體完全貼合,并且通過(guò)Laplacian,標(biāo)準(zhǔn)牙模型上還保留了嵌體預(yù)備體殘留區(qū)域上窩、溝、尖、嵴的關(guān)鍵信息。參考圖6,與本發(fā)明一種牙齒的咬合表面恢復(fù)方法流程圖象對(duì)應(yīng),提供了一種口腔嵌體修復(fù)的咬合表面恢復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,該系統(tǒng)包括:第一獲取單元601,用于獲取預(yù)先建立的缺損牙的三角網(wǎng)格模型和與所述缺損牙相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型,將所述缺損牙的三角網(wǎng)格模型表示為嵌體預(yù)備體,將所述標(biāo)準(zhǔn)牙的三角網(wǎng)格模型表示為標(biāo)準(zhǔn)牙模型;劃分單元602,用于對(duì)所述嵌體預(yù)備體中的殘留區(qū)域與缺損區(qū)域進(jìn)行劃分;移動(dòng)單元603,用于對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型的位置與所述嵌體預(yù)備體的位置進(jìn)行調(diào)整,使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的中心點(diǎn)重合,且使所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型和所述嵌體預(yù)備體的牙面朝向在預(yù)設(shè)的角度范圍內(nèi)對(duì)齊;第二獲取單元604,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的獲取規(guī)則,獲取所述嵌體預(yù)備中殘留區(qū)域上的各個(gè)頂點(diǎn),將所述頂點(diǎn)表示為目標(biāo)點(diǎn);確定單元605,用于確定所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn);第三獲取單元606,用于獲取所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三個(gè)頂點(diǎn)的分量值,其中所述三個(gè)頂點(diǎn)是所述投影點(diǎn)所在的三角面片上的三個(gè)頂點(diǎn),并根據(jù)所述分量值和三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)以及三個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào),來(lái)表示投影點(diǎn)的位置;變形單元607,用于根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與所述各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行預(yù)設(shè)次數(shù)的Laplacian變形,使所述投影點(diǎn)移動(dòng)到所述目標(biāo)點(diǎn)的位置。本實(shí)施例中,各個(gè)單元實(shí)現(xiàn)的功能與圖1對(duì)應(yīng)的實(shí)施例1的流程圖相對(duì)應(yīng),在這里就不再贅述。本發(fā)明中,獲取了嵌體預(yù)備體上的頂點(diǎn)和每個(gè)頂點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn)之后,通過(guò)進(jìn)行多次的Laplacian變形,移動(dòng)投影點(diǎn)向目標(biāo)點(diǎn)靠近,使標(biāo)準(zhǔn)牙模型最后緊密貼合嵌體預(yù)備體。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行Laplacian變形,使網(wǎng)格曲面的局部細(xì)節(jié)特征能最大程度的得以保留,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中,進(jìn)行缺損牙齒修復(fù)時(shí),殘留區(qū)域的咬合表面上關(guān)鍵信息不能很好的保留的問(wèn)題。參考圖7,為在圖6的基礎(chǔ)上,本發(fā)明提供的一種牙齒的咬合表面恢復(fù)系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖,包括:所述劃分單元包括:提取子單元608,用于在所述嵌體預(yù)備體缺損部分的邊緣處提取一條封閉的曲線;表示子單元609,用于將所述被曲線包圍的區(qū)域表示為缺損區(qū)域,將所述曲線外部的區(qū)域表示為殘留區(qū)域。第二獲取單元包括:第一獲取子單元610,用于獲取嵌體預(yù)備體上的各個(gè)頂點(diǎn);第一判斷子單元611,用于判斷所述各個(gè)頂點(diǎn)的編號(hào)是否在預(yù)存儲(chǔ)的殘留區(qū)域的編號(hào)內(nèi);確定子單元612,用于若是在所述編號(hào)內(nèi),將在編號(hào)內(nèi)的頂點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)。所述確定單元包括:第二獲取子單元613,用于獲取各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的法向矢量;構(gòu)造子單元614,用于將所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)與各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的法向矢量構(gòu)造一條直線;第三獲取子單元615,用于獲取所述直線與標(biāo)準(zhǔn)牙模型相交的交點(diǎn),將所述交點(diǎn)作為所述各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn)。所述變形單元包括:第一計(jì)算子單元616,用于計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)到各個(gè)投影點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)的距離和方向向量,所述距離表示為總的變形距離;第二計(jì)算子單元617,用于根據(jù)總的變形距離、當(dāng)前變形次數(shù)和預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),計(jì)算出進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離,將當(dāng)前變形時(shí)需變形的距離表示為當(dāng)前變形距離;第三計(jì)算子單元618,用于根據(jù)所述當(dāng)前變形距離和所述方向向量,計(jì)算各個(gè)投影點(diǎn)進(jìn)行當(dāng)前變形時(shí)需達(dá)到的新目標(biāo)點(diǎn)的位置;變形子單元619,用于根據(jù)所述各個(gè)投影點(diǎn)的位置與對(duì)應(yīng)的各個(gè)新目標(biāo)點(diǎn)的位置,對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行Laplacian變形,使得所述各個(gè)投影點(diǎn)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的位置;第二判斷子單元620,用于判斷當(dāng)前變形次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),若達(dá)到了預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則結(jié)束;若未達(dá)到預(yù)設(shè)的總的變形次數(shù),則將所述新的目標(biāo)點(diǎn)作為投影點(diǎn),則返回到第一計(jì)算子單元。本發(fā)明中,通過(guò)應(yīng)用該系統(tǒng),能夠獲取到殘留區(qū)域的頂點(diǎn),以及這些頂點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)牙模型上的投影點(diǎn),依據(jù)目標(biāo)點(diǎn)和投影點(diǎn),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)牙模型進(jìn)行Laplacian變形,使投影點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)的位置,使標(biāo)準(zhǔn)牙緊密貼合缺損牙齒,并在Laplacian變形的過(guò)程中,保留了牙齒殘缺部分的窩、溝、尖、嵴等關(guān)鍵信息。需要說(shuō)明的是,本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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